CN108033038A - 爆炸螺栓缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空航天技术领域，尤其是涉及一种爆炸螺栓缓冲装置。其包括安装基座、保护壳盖和轴向缓冲装置；安装基座上设置有用于安装爆炸螺栓和轴向缓冲装置的安装槽；安装基座上设置有用于爆炸螺栓通过的通孔；保护壳盖固定设置在安装基座上，能够将安装槽的槽口盖住，与安装基座共同构成一个封闭空间；轴向缓冲装置设置在封闭空间内。本发明实现了对于瞬时大冲量载荷的有效缓冲作用，显著减轻爆炸螺栓在级间分离使用过程中对上面级舱段的冲击程度；本发明提供的爆炸螺栓缓冲装置，零部件数量少，结构简单，加工工艺好，具有成本低的优点；且安装简便、结构紧凑，具有质量轻、可靠性高、模块化兼容性好等优点，适用于多种飞行器。

Description

爆炸螺栓缓冲装置

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其是涉及一种爆炸螺栓缓冲装置。

背景技术

爆炸螺栓多用于航天领域的级间分离，但在实际的使用过程中，爆炸螺栓安装完成后，爆炸螺栓外露于舱体之外的长度较长，在舱体进行装配、涂装等多道工序流转的过程中稍有不慎，极有可能碰伤、擦伤爆炸螺栓，存在爆炸螺栓意外起爆的安全隐患；另一方面，爆炸螺栓在起爆后可能产生高速碎片，所以使用时需要设置保护措施保证螺栓爆炸断开时的残骸不伤及周围的结构和设备。此外由于爆炸螺栓的爆炸分离在瞬间完成，冲量较大，易对与之直接连接的舱段产生较大的冲击而影响姿态控制，所以应同时设置缓冲机构控制其爆炸产生的冲击力不影响其他设备的正常工作。

现有的针对爆炸螺栓的防护装置，多采用安全盒或防护档板的形式，通过设计挡板吸收动能，阻挡爆炸螺栓爆炸分离时飞出的自由端，虽然能有效减少爆炸螺栓爆炸分离后多余物对舱段的影响，但爆炸时产生冲量对周边其他结构的冲击影响仍然较大，而且其结构往往复杂厚重，可靠性较低，不适用于航天任务轻量化，高可靠性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种爆炸螺栓缓冲装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的爆炸螺栓缓冲装置，包括安装基座、保护壳盖和轴向缓冲装置；

所述安装基座上设置有用于安装爆炸螺栓和所述轴向缓冲装置的安装槽；

所述安装基座上设置有用于爆炸螺栓通过的通孔；

所述保护壳盖固定设置在所述安装基座上，能够将所述安装槽的槽口盖住，与所述安装基座共同构成一个封闭空间；

所述轴向缓冲装置设置在所述封闭空间内。

进一步的，所述轴向缓冲装置包括缓冲弹簧；

所述缓冲弹簧的一端与所述安装基座或所述保护壳盖相抵，另一端与爆炸螺栓的螺母相抵。

进一步的，所述缓冲弹簧与所述安装基座之间或与所述保护壳体之间设置有橡胶垫；

所述橡胶垫与所述缓冲弹簧同轴设置。

进一步的，爆炸螺栓缓冲装置还包括缓冲滑块；

所述缓冲滑块的一端与所述缓冲弹簧相抵，另一端与爆炸螺栓的螺母相抵。

进一步的，所述缓冲滑块靠近所述缓冲弹簧的一端设置有弹簧槽，用于限制所述缓冲弹簧的径向移动；

与所述弹簧槽相对的另一端设置有卡槽，用于对螺母进行卡接，防止爆炸螺栓转动。

进一步的，所述卡槽为矩形通槽。

进一步的，所述缓冲滑块与所述安装槽的侧壁相抵接，能够防止所述缓冲滑块在所述安装槽内转动。

进一步的，所述保护壳盖与所述安装基座通过螺栓固定连接。

进一步的，所述保护壳盖为L型。

进一步的，所述保护壳盖的厚度大于或等于4mm。

本发明提供的爆炸螺栓缓冲装置，具有对爆炸螺栓工作时产生冲击力的缓冲作用，通过缓冲装置的设置，实现了对于瞬时大冲量载荷的有效缓冲作用，显著减轻爆炸螺栓在级间分离使用过程中对上面级舱段的冲击程度；将爆炸螺栓的装药段设置在安装基座形成的保护外壳中，可有效减少爆炸螺栓正常工作或发生意外时对其它设备和部件的影响；本发明提供的爆炸螺栓缓冲装置，零部件数量少，结构简单，加工工艺好，具有成本低的优点；且安装简便、结构紧凑，具有质量轻、可靠性高、模块化兼容性好等优点，适用于多种飞行器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的爆炸螺栓缓冲装置的外观示意图；

图2为本发明实施例提供的爆炸螺栓缓冲装置的内部结构图；

图3为本发明实施例提供的爆炸螺栓缓冲装置的安装基座的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的爆炸螺栓缓冲装置的缓冲滑块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的爆炸螺栓缓冲装置的爆炸螺栓的结构示意图。

附图标记：

1：安装基座；101：上部安装孔；102：侧部安装孔；2：保护壳盖； 3：缓冲垫；4：缓冲弹簧；5：缓冲滑块；501：弹簧槽；502：卡槽；6：爆炸螺栓；601：螺母；602：爆炸段。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1-5所示，本发明提供了一种爆炸螺栓6缓冲装置，包括安装基座1、保护壳盖2和轴向缓冲装置；

所述安装基座1上设置有用于安装爆炸螺栓6和所述轴向缓冲装置的安装槽；

所述安装基座1上设置有用于爆炸螺栓6通过的通孔；

所述保护壳盖2固定设置在所述安装基座1上，能够将所述安装槽的槽口盖住，与所述安装基座1共同构成一个封闭空间；

所述轴向缓冲装置设置在所述封闭空间内。

在本实施例中，安装基座1与上面级舱段连接，爆炸螺栓6的螺纹段与后面级连接。

在本实施例中，将爆炸螺栓6与螺母601连接的一端设置在安装基座1 内，并将爆炸段602也设置在安装基座1内，通过保护壳盖2将螺母601 和爆炸螺栓6上的爆炸段602封闭，使得爆炸后的爆炸螺栓6残留碎片会被安装基座1和保护壳盖2所阻挡，进而不会对周围的其他零部件产生影响。

同时，在本实施例中，还在封边空间内设置了轴向缓冲装置，通过轴向缓冲装置，降低了其爆炸的轴向冲击力，使爆炸螺栓6在爆炸时对上面级造成的影响降至最低。

由上述可以看出，爆炸螺栓6在工作时，爆炸段602内装药点火起爆瞬间产生的巨大冲击力，会由轴向缓冲装置进行直接缓冲，多余的碎片由保护壳盖2和安装基座1进行阻挡，避免了对周边其他结构产生影响，实现了对周边其他结构的保护。

在本实施例中，安装基座1的侧壁外形与所用上面级舱段内侧形状相匹配。

本实施例中可以看出，本发明的技术方案结构较为简单，使用效果显著，成本低。

优选的实施方式为，所述轴向缓冲装置包括缓冲弹簧4；

所述缓冲弹簧4的一端与所述安装基座1或所述保护壳盖2相抵，另一端与爆炸螺栓6的螺母601相抵。

在本实施例中，轴向缓冲装置为缓冲弹簧4，具体为压簧，缓冲弹簧4 的一端与保护壳盖2的上部相抵，另一端与爆炸螺栓6的螺母601相抵。

在爆炸螺栓6的爆炸段602进行爆破时，螺母601产生轴向推力，向远离螺栓的一端冲击，即向缓冲弹簧4的方向冲击。由于缓冲弹簧4的减震缓冲作用，使得其爆炸产生的冲击力被极大的削弱，降低了其与保护壳盖2之间的直接碰撞力，提高了保护壳盖2的防护能力。

在本实施例中，轴向缓冲装置为缓冲弹簧4，但其不仅仅局限于缓冲弹簧4，其还可以是其他类型的缓冲结构，如弹片等，也就是说，其只要能够实现对螺母601和爆炸螺栓6的轴向冲击力进行缓冲即可。

优选的实施方式为，所述缓冲弹簧4与所述安装基座1之间或与所述保护壳体之间设置有橡胶垫3；

所述橡胶垫3与所述缓冲弹簧4同轴设置。

为了进一步保证轴向缓冲，降低轴向冲击力对保护壳盖2的冲击，在本实施例中还设置了橡胶垫3，即爆炸后的螺母601经过缓冲弹簧4进行一级缓冲后，再经过橡胶垫3做二级缓冲，之后才会将冲击力传递给保护壳盖2，使得保护壳盖2所承受到的冲击力得到极大的削弱，保证了保护壳盖 2的防护能力和使用寿命。

在本实施例中，橡胶垫3和弹簧的材料应有所选择，以起到缓和爆炸过程中冲击力的作用。

优选的实施方式为，爆炸螺栓6缓冲装置还包括缓冲滑块5；

所述缓冲滑块5的一端与所述缓冲弹簧4相抵，另一端与爆炸螺栓6 的螺母601相抵。

在本实施例中，在缓冲弹簧4和螺母601之间还设置了缓冲滑块5，通过缓冲滑块5，使得螺母601在爆炸螺栓6爆炸时，会将其冲击力限制为其轴向方向，进而能够使得缓冲弹簧4的缓冲作用最大化，保证了最大化地减弱轴向冲击力，降低冲击力对防护壳盖和安装基座1的冲击。

优选的实施方式为，所述缓冲滑块5靠近所述缓冲弹簧4的一端设置有弹簧槽501，用于防止所述缓冲弹簧4的径向移动；

与所述弹簧槽501相对的另一端设置有卡槽502，用于对螺母601进行卡接，防止螺母601转动。

在本实施例中，缓冲滑块5的上下两端分别与缓冲弹簧4和螺母601 相连接。

与缓冲弹簧4相连接的一端，设置有圆形的弹簧槽501，能够使得缓冲弹簧4较为平稳的与缓冲滑块5相抵，同时保证缓冲弹簧4与螺母601同轴设置，进而保证了轴向冲击力的缓冲。

在本实施例中，缓冲滑块5的另一端设置有卡槽502，卡槽502能够与螺母601进行配合，进而将螺母601卡接在卡槽502内，使得螺母601不能进行转动，实现爆炸螺栓6在安装基座1内的周向固定。

在本实施例中，缓冲滑块5的卡槽502的尺寸应与爆炸螺栓6六角螺母601的尺寸一致，起到配合固定作用。

优选的实施方式为，所述卡槽502为矩形通槽。

在本实施例中，卡槽502为矩形通槽，这样的设置，便于加工并且便于对螺母601进行安装，也便于通过卡槽502对螺母601进行周向定位。

需要指出的是，在本实施例中卡槽502为矩形通槽，但其不仅仅局限于矩形通槽，其还可以是其他类型的卡槽502，如还可以是半圆形通槽，也可以是与螺母601配合的六角形槽等，也就是说，其只要能够将螺母601 与卡槽502进行配合即可。

在本实施例中，缓冲滑块5的中间设置有通孔，通过连通卡槽502和弹簧槽501，进而能够使得爆炸螺栓6在与螺母601连接后，还能够穿过缓冲滑块5，进而螺母601能够与不同长度的爆炸螺栓6的配合使用。

优选的实施方式为，所述缓冲滑块5与所述安装槽的侧壁相抵接，能够防止所述缓冲滑块5在所述安装槽内转动。

在本实施例中，缓冲滑块5的左右两侧与安装基座1内的安装槽的侧壁相抵，进而能够使得缓冲滑块5不能在安装槽内转动，进一步保证了螺母601的周向定位。

优选的实施方式为，所述保护壳盖2与所述安装基座1通过螺栓固定连接。

在本实施例中，保护壳盖2与安装基座1之间是通过螺栓进行固定连接的，且保护壳盖2整体为L型，其上端通过安装基座1上的上部安装孔 101与保护壳盖2连接，下端通过安装基座1上的侧部安装孔102与保护壳盖2连接。

需要指出的是，在本实施例中，保护壳盖2与安装基座1之间通过螺栓进行固定连接，但其不仅仅局限于这一种固定连接方式，其还可以是有其他的固定连接方式，如还可以是铆接等，也就是说，其只要能够将保护壳盖2与安装基座1有效可靠得固定连接在一起即可。

优选的实施方式为，所述保护壳盖2的厚度大于或等于4mm。

在本实施例中，保护壳盖2和安装基座1为了起到阻挡爆炸碎片，支撑结构的作用，为保证足够的防护强度，厚度不应小于4mm。

由上述可以看出，在初始安装时刻，通过安装基座1的侧板与上面级舱段的内侧连接，爆炸螺栓6的螺纹段通过螺母与舱段后面级连接，再通过缓冲滑块5上的卡槽502限制其螺母601周向转动，从而实现螺栓的固定。同时缓冲弹簧4处于稍压紧状态，可为爆炸螺栓6提供一定的轴向预紧力，防止其松动脱出。

所述装置在爆炸螺栓6工作时刻，爆炸螺栓6内装药点火起爆，切断爆炸螺栓6的装药段602，将火箭上下两级分离，产生的周向冲击力通过爆炸螺栓6上的螺母601传递至缓冲滑块5的卡槽502，进一步由安装基座1 和保护壳盖2的侧壁分担，达到缓冲的效果；爆炸产生的轴向冲击力，由卡槽502传递至缓冲弹簧4，通过缓冲弹簧4的压缩变形吸收冲击能量，最终传递至橡胶垫3的少量冲击也通过其变形而抵消，从而使得由爆炸螺栓6 爆炸产生的冲击波得到大幅缓冲，对前面级造成的影响降至最低。爆炸产生的多余碎片，被限制在安装基座1和保护壳盖2围成的封闭空间内，减少了爆炸产生多余碎片对其他设备的影响。

本发明提供的爆炸螺栓缓冲装置，具有对爆炸螺栓工作时产生冲击力的缓冲作用，通过缓冲装置的设置，有效实现了对于瞬时大冲量载荷的缓冲作用，显著减轻爆炸螺栓在级间分离使用过程中对上面级舱段的冲击程度；将爆炸螺栓的装药段设置在安装基座形成的保护外壳中，可有效减少爆炸螺栓正常工作或发生意外时对其它设备和部件的影响；本发明提供的爆炸螺栓缓冲装置，零部件数量少，结构简单，加工工艺好，具有成本低的优点；且安装简便、结构紧凑，具有质量轻、可靠性高、模块化兼容性好等优点，适用于多种飞行器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，包括安装基座、保护壳盖和轴向缓冲装置；

所述安装基座上设置有用于安装爆炸螺栓和所述轴向缓冲装置的安装槽；

所述安装基座上设置有用于爆炸螺栓通过的通孔；

所述保护壳盖固定设置在所述安装基座上，能够将所述安装槽的槽口盖住，与所述安装基座共同构成一个封闭空间；

所述轴向缓冲装置设置在所述封闭空间内。

2.根据权利要求1所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述轴向缓冲装置包括缓冲弹簧；

所述缓冲弹簧的一端与所述安装基座或所述保护壳盖相抵，另一端与爆炸螺栓的螺母相抵。

3.根据权利要求2所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述缓冲弹簧与所述安装基座之间或与所述保护壳体之间设置有橡胶垫；

所述橡胶垫与所述缓冲弹簧同轴设置。

4.根据权利要求2所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，还包括缓冲滑块；

所述缓冲滑块的一端与所述缓冲弹簧相抵，另一端与爆炸螺栓的螺母相抵。

5.根据权利要求4所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述缓冲滑块靠近所述缓冲弹簧的一端设置有弹簧槽，用于限制所述缓冲弹簧的径向移动；

与所述弹簧槽相对的另一端设置有卡槽，用于对螺母进行卡接，防止爆炸螺栓转动。

6.根据权利要求5所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述卡槽为矩形通槽。

7.根据权利要求4所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述缓冲滑块与所述安装槽的侧壁相抵接，能够防止所述缓冲滑块在所述安装槽内转动。

8.根据权利要求1所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述保护壳盖与所述安装基座通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求1所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述保护壳盖为L型。

10.根据权利要求1所述的爆炸螺栓缓冲装置，其特征在于，所述保护壳盖的厚度大于或等于4mm。